Конструирование радиорелейной линии

Внешний вид точки доступа зависит от некоторых факторов.

- наличие дополнительных портов rj-45. Достаточно часто точка доступа является тем средство, которое позволяет объединить в одну сеть как беспроводных, так и проводных клиентов. В связи с этим для подключения последних используют порты rj-45 стандарта

- количество и мощность антенн. Различные сетевые стандарты подразумевают использование разного количества антенн, поэтому на точке доступа их будет столько, сколько это предусмотрено стандартом.

Однако часто встречаются точки доступа, которые содержат дополнительную антенну, что позволяет сделать покрытие сети более широким и увеличить уровень сигнала. Кроме того, некоторые точки доступа позволяют подключать внешнюю антенну, для чего оборудуются соответствующим гнездом либо делают стандартную антенну съемной, и на ее место можно вкрутить антенну с большим коэффициентом усиления.

- средства индикации. На передней панели точки доступа всегда присутствует определенное количество светодиодов, которые сигнализируют о переходе точки доступа в тот или иной режим, а также отображают активность дополнительных портов. Количество средств индикации напрямую зависит как от функциональных возможностей точки доступа, так и от количества дополнительных портов на задней панели.

- тип исполнения. Поскольку беспроводная сеть может организовываться как в закрытом помещении, так и на открытом воздухе, корпус точки доступа должен быть готов к этому. Поэтому офисные точки доступа отличаются от точек доступа для внешнего использования. Как минимум различаются вид и материал корпуса. Могут быть и другие отличия, например в наличии портов и креплений для громо- и грозозащиты, портов для подключения внешней антенны, питания и т. П.

2.4.8 Модем

Модем - активное оборудование, предназначенное для соединения двух удаленных точек, например компьютеров или сегментов сети. Чаще всего он используется для подключения компьютера к интернету.

Слово «модем» является сокращением от слов «модулятор» и «демодулятор», что подразумевает наличие в составе устройства соответствующей аппаратной начинки, которая выполняет модуляцию и демодуляцию сигнала.

Модем имеет цифровой интерфейс связи с компьютером (цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразования и аналоговый интерфейс для связи с телефонной линией). Он состоит из процессора, памяти, аналоговой части, ответственной за сопряжение модема с телефонной сетью, и контроллера, который всем управляет.

У стандартного аналогово-цифрового модема обмен информацией происходит по обычной телефонной линии в диапазоне частот 300-3400 гц.

Преобразование аналогового сигнала осуществляется достаточно просто: с определенной частотой измеряются его характеристики и записываются в цифровой форме по определенному алгоритму. В обратной последовательности идет преобразование цифровой информации.

Главное различие модемов - вариант их исполнения. Бывают внешние и внутренние

Модемы. Внутренние, как правило, выполнены в виде платы расширения, которая вставляется в свободный слот компьютера. В случае с персональным компьютером это слот pci или Pci express, в случае с переносными устройствами - слот pcmcia.

В зависимости от типа модема и среды передачи данных различается скорость их передачи. Скорость обычного цифрово-аналогового модема, работающего с телефонной аналоговой линией, равна 33,6-56 кбит/с. Кроме того, широкое распространение получили adsl-модемы, которые используются для организации скоростного подключения к интернету

Скорость передачи данных у таких модемов обычно находится в пределах 1-8 мбит/ с, но теоретически возможна скорость выше 20 мбит/с.

2.4.9 Антенна

В беспроводной сети антенна имеет большое значение, особенно если к ней подключено активное сетевое оборудование, например точка доступа, концентратор, маршрутизатор и т.д. Хорошая антенна позволяет сети работать с максимальной отдачей, достигая при этом своих теоретических пределов дальности сигнала и скорости передачи данных.

Антенны бывают всенаправленные и узконаправленные, а также различаются вариантом их использования: внутри здания или на открытом воздухе кроме того, основным показателем возможностей антенны является ее коэффициент усиления сигнала. Например, узконаправленная антенна позволяет достичь большего радиуса сети, что используют, когда необходимо соединить два удаленных сегмента беспроводной сети. Всенаправленная антенна распространяет сигнал вокруг себя, что дает возможность другим устройством, установленным рядом, взаимодействовать друг с другом. Однако, учитывая особенности распространения сигнала, ожидать от такого способа особых результатов не приходится. Использование антенны с большим коэффициентом усиления позволяет увеличить радиус сети и, соответственно, уровня сигнала, особенно на дальних точках подключения./20/

2.5 Антены

2.5.1 Антенна направленная 10 dBi

Приемопередающая направленная наружняя антенна (фазированная решетка). Две таких антенны, подключенных непосредственно к сетевым радиокартам или радиобриджам, и направленных друг на друга, обеспечивают дальность связи до 3 км. С усилителями (с каждой стороны) дальность связи возрастает до 6-8 км.

Рабочий диапазон частот 2.4-2.483 ГГц.

Коэффициент усиления - 10 dBi.

Ширина диаграммы направленности на уровне -3 dB:

- в горизонтальной плоскости 15 гр,

- в вертикальной плоскости 40 гр.

- отсутствуют боковые и задние лепестки.

Геометрические размеры антенны - 25 х 15 х 2 см.

2.5.2 Антенна направленная 16 dBi

Приемопередающая направленная наружняя антенна (фазированная решетка). Две таких антенны, подключенных непосредственно к сетевым радиокартам или радиобриджам, и направленных друг на друга, обеспечивают дальность связи до 10-12 км. С усилителями (с каждой стороны) дальность связи возрастает до 20-30 км.

Рабочий диапазон частот 2.4-2.483 ГГц.

Коэффициент усиления - 17 dBi.

Ширина диаграммы направленности на уровне -3 dB:

- в горизонтальной плоскости 15 гр,

- в вертикальной плоскости 40 гр.

- отсутствуют боковые и задние лепестки.

Геометрические размеры антенны - 49 х 22 х 2,5 см.

2.5.3 Антенна направленная параболическая 24dBi

Приемопередающая сегментопараболическая наружняя антенна используется для создания радиоканалов на больших расстояниях. Две таких антенны, подключенных непосредственно к сетевым радиокартам или радиобриджам, и направленных друг на друга, обеспечивают дальность связи до 40 км. С усилителями (с каждой стороны) дальность связи более 50 км. При работе со всенаправленной антенной 11 dBi дальность связи - до 8 км, с усилителем - до 50 км.

Рабочий диапазон частот 2.4-2.483 ГГц.

Коэффициент усиления - 24 dBi.

Ширина диаграммы направленност на уровне -3 dB:

- в горизонтальной плоскости 10 гр,

- в вертикальной плоскости 15 гр.

Геометрические размеры антенны - 60 х 90 см. /21/

2.5.4 Всенаправленная антенна 12dBi

При работе с направленной антенной 24 dBi дальность связи - до 13 км, с усилением - до 20 км.

Технические характеристики антенны

Тип антенны - коллинеарная антенная решетка

Входное сопротивление 50 Ом

Рабочий диапазон частот 2400-2500 МГц

Коэффициент усиления в рабочей полосе частот 12 dB

Поляризация Вертикальная (горизонтальная - на заказ)

Ширина ДН в вертикальной плоскости (вектор Е) 6.5°

Ширина ДН в горизонтальной плоскости (вектор Н) 360°

КСВ в рабочей полосе частот <1.8:1

Разъем - гнездо N типа (female)

Габариты - 1030х170х95 мм

Ветровая нагрузка 150 км/ч

Максимальная подводимая мощность 50 Вт

Масса не более 2 кг

Исполнение - внешнее, всепогодное

Способ молниезащиты - необходим внешний грозоразрядник

Крепление на горизонтальную трубу диаметром 20-40 мм двумя U-болтами

В горизонтальной плоскости:	В вертикальной плоскости:

Рис. 9. Диаграмма направленности на центральной частоте рабочего диапазона

Работает с изделиями ARLAN PC4800, ARLAN BR500, ARLAN AP4800, ARLAN UC4800 и WaveLAN, WavePOINT при наличии соответствующих разъемов-переходников./22/

2.6 Оборудование РРЛ

Оборудоване любой современной радиорелейной системы для магистральной РРЛ подразделяют на следующие группы: 1) антенна и АФТ, 2) приемопередающая СВЧ (сверхвысокочастотная) аппаратура, 3) модемы, 4) вспомогательное оборудование.

Приемопередающую СВЧ аппаратуру часто выполняют конструктивно в виде отдельных СВЧ стоек: стойки приемников и стойки передатчиков. В каждой стойке размещают несколько таких устройств для организации многоствольной РРЛ. Существуют и другие конструктивные решения, например, объединение СВЧ приемника и СВЧ передатчика в одной стойке или установка их на вертикальных штативах.

В состав стойки модема входит несколько модуляторов и демодуляторов, устройства их резервирования, оконечные устройства ТФ и ТВ стволов.

Вспомогательное оборудование в свою очередь содержит аппаратуру резервирования, служебной связи, телеобслуживания, гарантированного электропитания, осушки АФТ.

Важно отметить, что в таких радиорелейных системах модулятор конструктивно отделен от СВЧ передатчика (демодулятор - от СВЧ приемника), а между собой они соединены по ПЧ промежуточная частота

Соединение между приемником СВЧ и передатчиком СВЧ на ПРС также выполнено по ПЧ. Такое конструктивное решение позволяет комплектовать все станции одной магистральной РРЛ типовыми СВЧ стойками.

Принятое подразделение аппаратуры РРЛ на группы оказалось также удобным при создании комплекса унифицированных радиорелейных систем. Такой комплекс, как правило, содержит набор аппаратуры, позволяющий построить ряд РРЛ, работающих в нескольких диапазонах частот, причем для всех систем одинакова так называемая унифицированная аппаратура: модемы и вспомогательное оборудование. Для каждого рабочего диапазона разработана своя приемопередающая СВЧ аппаратура, а антенны и АФТ имеют свои особенности. Примером является отечественный комплекс унифицированных радиорелейных систем (КУРС), позволяющий организовать РРЛ в диапазонах 2, 4, 6, 8 ГГц. Переход от разработки и эксплуатации отдельных радиорелейных систем к комплексу унифицированных радиорелейных систем имеет ряд существенных достоинств. К ним относятся снижение издержек производства и стоимости хранения аппаратуры за счет унификации узлов, улучшение обслуживания и др.

3. Расчетно-графическая часть

3.1 План местности с указанием опорных узлов

Рис. 10. Карта с указанием опорных узлов (Бузулук - Сухоречка-Малогосвицкое)

Рис. 11. Карта с указанием опорных узлов (Малогосвицкое - Подколки)



Рис. 12. Карта с указанием опорных узлов (Подколки)

Рис. 13. Карта с указанием опорных узлов (Семеновка-Затоновский-Паникла)



Рис. 14. Карта с указанием опорных узлов (Паникла-Бугуруслан)

Карты, представленные на рисунках 10 -14 показывают расположение опорных узлов территориальной сети передачи данных Оренбург - Соль-Илецк.

Красные метки соответствуют промежуточным станциям, которые предназначены для приема сигналов от предыдущей станции радиорелейной линии, усиления этих сигналов и излучения в направлении последующей станции РРЛ.

Синие метки соответствуют оконечным станциям. На данных станциях происходит преобразование сигналов информации в сигналы, передаваемые по РРЛ.

3.2 Основные технические решения по построению региональной сети передачи данных

3.2.1 Организация мультисервисной опорной сети

Рост популярности мультисервисных сетей связи - одна из самых заметных тенденций российского рынка телекоммуникационных услуг в последние годы. Для корпоративного рынка объединение всех удаленных подразделений в единую мультисервисную сеть на порядок увеличивает оперативность обмена информацией, обеспечивая доступность данных в любое время. Благодаря возможности обмениваться большими объемами данных между офисами можно устраивать селекторные совещания и проводить видеоконференции с отдаленными подраздел

Мультисервисная сеть представляет собой универсальную многоцелевую среду, предназначенную для передачи речи, изображений и данных с использованием технологии коммутации пакетов (IP). Она отличается надежностью, характерной для телефонных сетей (в противоположность негарантированному качеству связи через Интернет), и обеспечивает низкую стоимость передачи в расчете на единицу объема информации (приближающуюся к стоимости передачи данных по Интернету). Вообще говоря, основная задача мультисервисных сетей заключается в том, чтобы обеспечить работу разнородных информационных и телекоммуникационных систем и приложений в единой транспортной среде, когда для передачи и обычного трафика (данных), и трафика другой информации (речи, видео и т.д.) используется единая инфраструктура.

Мультисервисная сеть открывает массу возможностей для построения многообразных наложенных сервисов поверх универсальной транспортной среды - от пакетной телефонии до интерактивного телевидения и Web-сервисов. Сеть нового поколения имеет следующие особенности:

- универсальный характер обслуживания разных приложений;

- независимость от технологий услуг связи и гибкость получения набора, объема и качества услуг;

- полная прозрачность взаимоотношений между поставщиком услуг и пользователями.

Мультисервисная сеть, используя единый канал для передачи данных разных типов, дает возможность уменьшить разнообразие типов оборудования, применять единые стандарты и технологии, централизованно управлять коммуникационной средой. Мультисервисные сети поддерживают такие виды услуг, как телефонная и факсимильная связь; выделенные цифровые каналы с постоянной скоростью передачи; пакетная передача данных (FR) с требуемым качеством сервиса; передача изображений, видеоконференцсвязь; телевидение; услуги по требованию (On-Demand); IP-телефония; широкополосный доступ в Интернет; сопряжение удаленных ЛВС, в том числе работающих в различных стандартах; создание виртуальных корпоративных сетей, коммутируемых и управляемых пользователем.

Надо отметить, что мультисервисные сети - это скорее технологическая доктрина или новый подход к осознанию сегодняшней роли телекоммуникаций, основанный на понимании того, что компьютер и данные сегодня выходят на первое место по сравнению с речевой связью. Основные отличия таких сетей состоят в следующем:

- возможность передачи большому количеству пользователей в реальном времени очень больших объемов информации с необходимой синхронизацией и с использованием сложных конфигураций соединений;

- интеллектуальность (управление услугой, вызовом и соединением со стороны пользователя или поставщика сервиса, раздельная тарификация и управление условным доступом);

- инвариантность доступа (организация доступа к услугам независимо от используемой технологии);

- комплексность услуги (возможность участия нескольких провайдеров в предоставлении услуги и разделение их ответственности и дохода сообразно с видом деятельности каждого).

Основные проблемы, ограничивающие сегодня распространение широкополосного доступа, а значит, и внедрение мультисервисных сетей, заключаются в том, что это требует значительных инвестиций в отрасль. Кроме того, в нашей стране отсутствует мощная многогигабитная магистральная инфраструктура и слабо развиты абонентские сети.

Круг потенциальных пользователей мультисервисных сетей весьма широк. Это, во-первых, бизнес-центры, фирмы, расположенные в одном здании. Корпоративным клиентам необходимо множество телефонных линий, высокоскоростной доступ в Интернет, системы аудио- и видеоконференцсвязи, сигнализации и телеметрии. Это также крупные холдинги, имеющие территориально удаленные филиалы и подразделения, это компании, использующие удаленные автоматические терминалы (банкоматы, торговые автоматы). Это системы телемедицины разного уровня и компании мобильной связи, распределенные офисы, коммутационные центры и базовые станции которых также могут подключаться к единой мультисервисной сети.

Согласно экспертным оценкам, линии связи на основе радиорелейного оборудования во многих случаях могут быть альтернативой волоконно-оптическим линиям. И дело не только в том, что за долгую историю развития радиорелейной связи оборудование постоянно совершенствовалось и достигло высокого технического уровня, но и в дешевизне радиорелейных линий. Кроме того, использование радиорелейных технологий позволяет оперативно развертывать сети связи различной топологии («звезда», «кольцо» и т.д.).

Рис. 15 Модель мультисервисной сети на базе РРС

3.2.2 Организация опорных узлов РСПД

Успешное развитие радиосвязи сопровождается увеличением скоростей и объемов передаваемой информации. Для передачи возрастающих потоков информации с малыми потерями используют сигналы с более широкой полосой, что требует расширения диапазона частот, занимаемого системой связи. В свою очередь, передача сигналов с более широкой полосой требует перехода на более высокие несущие частоты. Тем более, что расширять полосу рабочих частот систем связи в уже освоенных диапазонах волн становится невозможным из-за тесноты в эфире.

В результате, современные системы связи осваивают диапазоны все более коротких волн. К достоинствам диапазонов ультракоротких волн относится также несущественный уровень атмосферных и индустриальных помех. Кроме того, широкополосные сигналы позволяют использовать прогрессивные виды модуляции и другие приемы обработки сигналов, обеспечивающие лучшие характеристики помехоустойчивости приема. В то же время нужно помнить, что радиоволны с длиной волны короче 10 метров можно эффективно использовать лишь в пределах границ прямой видимости.

Компромиссным решением при построении широкополосных систем связи, предназначенных для работы на больших дальностях, является применение радиорелейных линий связи (РРЛ). Радиорелейные линии представляют собой цепочку ретрансляторов, обеспечивающих поочередную передачу радиосигналов между оконечными станциями. Различают два вида радиорелейных систем передачи (РРСП) - РРСП прямой видимости, станции которых размещаются на расстоянии прямой видимости, и тропосферные РРСП, использующие рассеяние и отражение радиоволн в нижних областях атмосферы при взаимном расположении станций далеко за пределами прямой видимости.

В РРСП прямой видимости для увеличения расстояния между станциями радиорелейных линий антенны ретрансляторов подвешивают на высокие сооружения (мачты, опоры, высотные строения и т.д.). В условиях равнинной местности высота поднятия антенн 60… 100 метров позволяют организовать уверенную связь на расстояниях 40… 60 километров.

Цепочку радиорелейной линии составляют радиорелейные станции трех типов: оконечные радиорелейные станции (ОРС), промежуточные радиорелейные станции (ПРС), узловые радиорелейные станции (УРС). Условная радиорелейная линия связи схематично представлена на рисунке 16.

Рис. 16 Радиорелейная линия связи

На оконечной радиорелейной станции начинается и заканчивается тракт передачи. Аппаратура ОРС осуществляет преобразование сигналов, поступающих от разных источников информации (телефонные сигналы от междугородней телефонной станции, телевизионные сигналы от междугородней телевизионной аппаратной и т.д.) в сигналы, передаваемые по радиорелейной линии, а также обратное преобразование сигналов, приходящих по РРЛ, в сигналы телерадиовещания или телефонии. Радиосигналы ОРС с помощью передающего устройства и антенны излучаются в направлении следующей, обычно промежуточной, радиорелейной станции.

Промежуточные радиорелейные станции предназначены для приема сигналов от предыдущей станции радиорелейной линии, усиления этих сигналов и излучения в направлении последующей станции РРЛ.

На каждой промежуточной радиорелейной станции установлены по две антенны, ориентированные на соседние РРСП. Каждая из антенн является приемопередающей, то есть используется и для приема, и для передачи сигналов. Одним из преимуществ работы радиорелейной линии связи в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне является возможность применения высоконаправленных антенн с малыми габаритами. Небольшие размеры антенн упрощают их установку на высоких сооружениях. Хорошие направленные свойства антенн СВЧ диапазона позволяют облегчить требования к характеристикам приемопередающего тракта.

Одна цепочка приемопередатчиков РРЛ образует СВЧ симплексный (т.е. предназначенный для передачи сигналов в одном направлении) ствол. Структура симплексного ствола с учетом плана распределения частот приведена на рисунке 17

Рис. 17 Распределение частот в символьном стволе радиорелейной линии

Два симплексных ствола, работающие во встречных направлениях, образуют дуплексный СВЧ ствол. Для передачи сигналов в обратном направлении может быть использована та же пара частот, что и в прямом направлении (двухчастотная система), либо другая пара частот (четырехчастотная система). Структурная схема одноствольной дуплексной промежуточной радиорелейной станции приведена на рисунке 18.

Рис. 18 Структурная схема дуплексной ПРС

Для увеличения пропускной способности радиорелейной линии на каждой радиорелейной станции устанавливают несколько комплектов приемопередающей аппаратуры, подключенных к общей антенне. Магистральные радиорелейные линии связи могут иметь до восьми дуплексных СВЧ стволов (из них 6…7 рабочих и 1…2 резервных).

Кроме ОРС и ПРС для ввода в радиорелейную линию дополнительных потоков информации и вывода из РРЛ части передаваемой информации используют узловые радиорелейные станции. В узловых радиорелейных станциях, как и в ОРС, имеется аппаратура преобразования телефонных, радио и телевизионных сигналов в сигналы, передаваемые по РРЛ, и аппаратура обратного преобразования. Кроме того, от узловых радиорелейных станций могут начинаться новые радиорелейные линии (ответвления).

При проектировании радиорелейных линий следует учитывать и возможные изменения условий распространения радиоволн. Так, при повышенной рефракции (искривление направления распространения радиоволн) сигналы могут распространяться далеко за горизонтом. Поэтому колебания, излучаемые радиорелейной станцией с частотой, например, f1, могут быть приняты не только соседней станцией, но и станцией, отстоящей от нее через три пролета. Но для последней станции это будет паразитным сигналом, так как она должна принимать сигналы только от ближайшей станции. Нежелательные сигналы от всех других станций будут вызывать ухудшение качества приема.

Для устранения подобных явлений ретрансляторы радиорелейной линии связи располагают не по прямой линии, а зигзагом, так, чтобы не совпадали главные направления соседних участков трассы, использующих одинаковые частоты. При этом используют направленные свойства антенн. Радиорелейные станции разносят от генерального направления радиорелейной линии связи таким образом, чтобы направлению на станцию, отстоящую через три пролета, соответствовали минимальные уровни диаграммы направленности антенны. На рисунке 19 показаны три пролета участка трассы РРЛ. На крайних пролетах используются одинаковые частоты. На такой трассе даже при сильной рефракции радиоволн сигналы от станций с номерами ПРСi и ПРСi+2 практически не влияют друг на друга. На рисунке заметно, что антенны практически не воспринимают радиоволны, приходящие с направления, лежащего на прямой, связывающей эти станции.

Рис. 19 Схема расположения ретрансляторов на трассе радиорелейной линии связи

Тропосферные радиорелейные системы передачи используют локальные объемные неоднородности атмосферы, вызываемыми различными физическими процессами, происходящими в околоземном пространстве. Эти неоднородности способны отражать и рассеивать электромагнитные колебания при их распространении в атмосфере. Поскольку неоднородности располагаются на значительной высоте, то и рассеиваемые ими радиоволны могут распространяться на большие расстояния, значительно превышающие расстояние прямой видимости.

В силу нерегулярной структуры неоднородностей тропосферы сигналы тропосферных линий подвержены глубоким замираниям. Это затрудняет передачу больших объемов информации с хорошим качеством. С учетом изложенных обстоятельств тропосферные радиорелейные линии связи оказывается выгодным строить в труднодоступных и удаленных районах при не слишком больших объемах передаваемой информации. На рисунке 20 показан участок трассы радиорелейной линии связи. При этом расстояния между станциями можно выбирать до нескольких сотен километров, а емкость систем связи может составлять десятки телефонных каналов.



Рис. 20 Участок трассы радиорелейной линии связи

3.3 Спецификация

Ниже описано оборудование применяемое при постороении РРЛ на участке Бузулук-Бугуруслан.

3.3.1 Антенна направленная параболическая ПАР-2

Антенна предназначена для приема и передачи широкополосных радиосигналов диапазона 2400-2500 МГц. Применяется для построения беспроводных радиосетей передачи данных на оборудовании Cisco Aironet, Revolution, Avaya Wireless и других стандарта IEEE802.11 и IEEE802.11b.

Особенно эффективна при построении ретрансляторов и дальних линков. Обеспечивает дальность связи без усилителей до 40 км.

Рис. 21 Антена ПАР2. Диаграмма направленности

Особое внимание при производстве антенн ПАР уделяется качеству применяемых материалов и изготовлению. Применение сетчатой конструкции отражателя с преимущественным ориентированием элементов излучения в одной плоскости позволило существенно ослабить кросполяризацию.

Технические характеристики

Коэффициент усиления 30 dBi

Соотношение мощности излучения в передней и задней полусферах 32 dBi

Ширина диаграммы направленности на уровне -3 dB 6 град.

Максимальная мощность До 25 Вт

Разъем N-типа, Male

Поляризация Линейная

Подавление кросполяризации 32 dB

Вес антенны с креплением 5,5 кг

Размер антенны 120х120 см

Атмосферо-устойчивое покрытие Порошковая эмаль

Максимальная скорость ветра 35 м/сек

Диаметр мачты для установки 28-45 мм.

3.3.2 Модем

Рис. 22 Модем МД-8

МД-8 - Цифровой модем производства Радиан.

Функциональные характеристики:

Модем МД-8 стыкуется по ПЧ 70 МГц с любым типом радиорелейного оборудования (КУРС, КОМПЛЕКС, ГТТ, ФМ и др.)

Технические характеристики:

Скорость цифрового потока - 8448 кбит/с.

Для передачи входного и выходного цифрового потока используется код НDВ-3. Вход и выход потока несимметричный (75 Ом). Стык соответствует рекомендации G703 МСЭ-Т. Вид модуляции ЧМ.

Напряжение сигнала ПЧ на выходе аппаратуры: 500± 50 мВ

Спектр занимаемых частот по уровню минус 30 дБ: (70 ± 8,5) МГц

Номинальное напряжение сигнала ПЧ на входе аппаратуры: 75…750 мВ

Номинальная частота сигнала ПЧ на выходе аппаратуры: 70± 3 МГц

Электропитание осуществляется от источника постоянного тока напряжением: 20…29 В или 54…72В

Потребляемая мощность не более: 20 Вт

Аппаратура должна эксплуатироваться в отапливаемом помещении:

- при температуре окружающей среды: от +5 до +40 °С

- относительной влажности: до 80% при температуре +25 °С

Конструктив: приемо / передающая секция типа «ЕВРОМЕХАНИКА» (Стандарт 19»)

Габаритные размеры: 483х44х250 мм

Масса не более: 3 кг./25/

3.3.3 Коаксиальный СВЧ кабель RG-402

Высококачественный гибкий коаксиальный СВЧ кабель 50 Ом, диаметром 0.141 дюйма (3.58 мм) (по внешнему экрану) с фторопластовым диэлектриком, наиболее часто применяющийся в различной СВЧ аппаратуре аэрокосмического назначения. Сплошной посеребренный центральный проводник обеспечивает высокую амплитудную стабильность передаваемого сигнала при изгибах. Внутренний экран из спирально намотанной посеребренной медной ленты с 40% перекрытием между слоями, позволяет добиться отличной гибкости кабеля и практически 100%-ного экранирования. Специальная прецизионная технология намотки ленты с учетом параметров эластичности диэлектрика позволяет получить однородное волновое сопротивление по длине кабеля и безупречный контакт между отдельными витками ленточного экрана. Наружный экран в виде оплетки из посеребренного медного провода выполняет, главным образом, функции защитного элемента. Учитывая высокую температурную стойкость и химическую инертность внешней оболочки из FEP (фторированного этиленпропилена, экструдируемого тефлона) кабель допускает применение в агрессивных средах. Данный СВЧ кабель рекомендуется использовать в особо ответственных случаях, где требуются высокая точность передачи сигнала в сочетании с высокой гибкостью. Позволяет проводить большую мощность.

Рис. 22 СВЧ кабель RG 402

Подробная спецификация

Таблица 1 - Конструктив СВЧ кабель RG-402

Наименование	Материал	Диаметр	Описание
Центральный проводник	Омедненная сталь покрытая серебром	0.92 мм	Сплошной
Диэлектрик	Фторопласт	2.97 мм	Сплошной
Основной экран	Посеребренная медь	3.25 мм	100% покрытие
Оплетка	Посеребренная медь	3.58 мм	Плотность оплетки - 97%
Оболочка	Экструдируемый тефлон	4.14 мм	Цвет - синий

Таблица 2 - Характеристики СВЧ кабель RG-402

Номинальная погонная емкость	95.1 пФ/м
Импеданс	50±2 Ом
Максимальная рабочая частота	20 ГГц
Рабочая температура	-55 +200 °C
Эффективность экранирования	100 дБ (макс.)
Коэффициент укорочения	1.43
Вес	0.0436 кг/м

Таблица 3 - Затухание и средняя мощность RG-402

Частота, МГц	500	1000	3000	5000	10000	18000	20000
Затухание, дБ/100 м	26	39	75	101	152	215	229
Средняя мощность, кВт	0.6	0.4	0.21	0.155	0.105	0.075	0.07

3.4 Размещение оборудования на узлах

Вид и количество оборудование на оконечных радиорелейных и промежуточных станциях представим виде таблицы

Таблица 4 - Оборудование на узлах

Вид	Оборудование	Кол - во
ОРС	Антенна направленная параболическая ПАР-24	1 шт
	Цифровой модем МД 8	1 шт
	коаксиальный кабель СВЧ типа RG-402	2 шт.
ПРС	Антенна направленная параболическая ПАР-24	2 шт
	коаксиальный кабель СВЧ типа RG-402	1 шт.

3.5 Расчет радиоканала передачи данных

Расчет затухания в антенно-фидерном тракте.

Потери в антенно-фидерном тракте (АФТ) приемника и передатчика складываются из следующих величин:

? затухание в кабеле;

? затухание в разъемах.

Затухание в дополнительном антенно-фидерном оборудовании (разветвителях, согласующих устройствах и др.) и определяются по формуле:

, (1)

где W_C - погонное затухание сигнала в кабеле на рабочей частоте, дБ/м;

L - длина кабеля, м;

W_CC - потери в разъеме, дБ;

N - количество разъемов, шт.;

W_доп - потери в дополнительном антенно-фидерном оборудовании, дБм.

Для расчета затухания в кабеле необходимо знать значение погонного затухания на рабочей частоте, которое зависит от марки кабеля. Значения погонного затухания в различных типах кабелей представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Значения погонного затухания в различных типах кабелей

Марка кабеля	Затухание, дБ/м
RG 402	0,26
Belden9913	0,3
LMR 200	0,6
LMR 400	0,3
LMR 600	0,2
S» LDF	0,5
SUPERFLEX	0,6

При значительной длине кабеля для компенсации затухания ВЧ-сигнала могут применяться компенсационные приемопередающие усилители. В этом случае потери ВЧ-сигнала на участке АФТ от выхода СВЧ-модуля до модемного входа усилителя компенсируются и в расчетах принимаются равными 0. При этом должно выполняться условие:

К_ПРМ>W_АФТ, (2)

где К_ПРМ - коэффициент усиления приемного тракта усилителя;

W_АФТ - затухание сигнала в АФТ.

Потери в разъемах составляют от 0.5 до 2 дБ на каждый разъем и сильно зависят от качества заделки разъемов.

Расчет затухания в АФТ на РРС.

Данные для расчета затухания в АФТ представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Данные для расчета АФТ

Обозначение	Наименование	Ед. изм.	Значение
WC	погонное затухание сигнала в кабеле	дБ/м	0,26
L	длина кабеля	м	10
WCC	потери в одном разъеме	дБ	0,5
N	количество разъемов	шт.	4

По формуле (1) потери в АФТ составляют:

W_АФТ = 0,26 • 10 + 0,5 • 4 + 0 = 4,6 дБ.

Данные для расчета затухания в АФТ на РРС №4-5 представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Данные для расчета АФТ

Обозначение	Наименование	Ед. изм.	Значение
WC	погонное затухание сигнала в кабеле	дБ/м	0,26
L	длина кабеля	м	10
WCC	потери в одном разъеме	дБ	0,5
N	количество разъемов	шт.	2
Wдоп	потери в разветвителе	дБ	0,5

По формуле (1) потери в АФТ составляют:

W_АФТ = 0,26 • 10 + 0,5 • 2 + 0,5 = 4,1 дБ.

Расчет эффективной изотропной излучаемой мощности

Эффективная изотропная излучаемая мощность определяется по формуле:

EIRP = Р_ПРД - W_АФТпрд + G_ПРД, (2)

где Р_ПРД - выходная мощность передатчика, дБм;

W_АФТпрд - потери сигнала в АФТ передатчика, дБ;

G_ПРД - усиление антенны передатчика, дБи.

Данные для расчета эффективной изотропной излучаемой мощности на РРС №1 и 8 представлены в таблице 8.

Таблица 8 - Параметры РРС №1 и 8

Обозначение	Наименование	Ед. изм.	Значение
РПРД	выходная мощность СВЧ-модуля	дБм	18
GПРД	коэффициент усиления антенны	дБи	24
WАФТпрд	потери сигнала в АФТ передатчика	дБ	4,6

По формуле (2) эффективная изотропная излучаемая мощность составляет:

EIRP = 18 - 4,6 + 24 ⁼ 37,4 дБм.

Данные для расчета эффективной изотропной излучаемой мощности на РРС №2 - 7 представлены в таблице 9.

Таблица 9 - Параметры РРС

Обозначение	Наименование	Ед. изм.	Значение
РПРД	выходная мощность СВЧ-модуля	дБм	18
GПРД	коэффициент усиления антенны	дБи	24
WАФТпрд	потери сигнала в АФТ передатчика	дБ	4,1

По формуле (2) эффективная изотропная излучаемая мощность составляет:

EIRP = 18 - 4,1 + 24 ⁼ 37,9 дБм.

Расчет радиотрассы.

При подвесе антенн на высоте H₁ и Н₂ предельно возможная длина трассы распространения радиоволн по прямой видимости обуславливается кривизной земной поверхности и определяется по формуле:

, (3)

где L_MAX - максимально возможная длина трассы распространения радиоволн, км;

H₁, Н₂ - высота подвеса антенны, м.

Данные для расчета максимальной длины трассы распространения радиоволн в таблице 10.

Таблица 10 - Высота подвеса антенны РРС

Обозначение	Место установки	Направление	Значение, м
Н12	Бузулук	Сухоречка	60
Н21	Сухоречка	Бузулук	65
Н23	Сухоречка	Малогосвицкое	63
Н32	Малогосвицкое	Сухоречка	62
Н34	Малогосвицкое	Подколки	65
Н43	Подколки	Малогосвицкое	60
Н45	Подколки	Семеновка	62
Н54	Семеновка	Подколки	67
Н56	Семеновка	Затоновский	62
Н65	Затоновский	Семеновка	63
Н67	Затоновский	Паникла	60
Н76	Паникла	Затоновский	64
Н78	Паникла	Бугуруслан	63
Н87	Бугуруслан	Паникла	60

По формуле (3) предельно возможная длина трассы распространения радиоволн в пределах прямой видимости составит:

- для направления Бузулук - Сухоречка

- для направления Сухоречка - Малогосвицкое:



- для направления Малогосвицкое - Подколки:

- для направления Подколки - Семеновка:

- для направления Семеновка-Затоновский:

- для направления Затоновский - Паникла:

- для направления Паникла - Бугуруслан:

Расчет потерь при распространении радиоволн.

Расчет потерь в радиоканале производится по формуле:

, (4)

где r - расстояние между антеннами приемника и передатчика, км.

Данные для расчета потерь при распространении радиоволн приведены в таблица 11.

Таблица 11 - Расстояние между РРС

Обозначение	Расстояние между РРС	Значение, км
	Место установки №1	Место установки №2
r1	Бузулук	Сухоречка	11
r2	Сухоречка	Малогосвицкое	16
r3	Малогосвицкое	Подколки	10,9
r4	Подколки	Семеновка	26
r5	Семеновка	Затоновский	26
r6	Затоновский	Паникла	14,5
r7	Паникла	Бугуруслан	9,7

По формуле (4) потери при распространении радиоволн для радиотрассы составляют:

- для направления Бузулук - Сухоречка

- для направления Сухоречка - Малогосвицкое:

- для направления Малогосвицкое - Подколки:

- для направления Подколки - Семеновка:

- для направления Семеновка-Затоновский:

- для направления Затоновский - Паникла:

- для направления Паникла - Бугуруслан:

Заключение

В расчетно-графическом задании было выполнено проектирование аппаратных средств для построения территориальной сети передачи данных.

В исследовательской части рассмотрены принципы построения многоканальных систем передачи данных и их математические модели. Были подвергнуты расчету характеристики радиорелейные линий связи.

Рассмотрены каналы передачи данных, основные компоненты проводных сетей и анализ протоколов маршрутизации. Проведен сравнительный анализ технологий проводного доступа и беспроводного. Выполнена технологическая часть и расчетно-графическая часть с указанием опорных узлов на плане местности.

Список использованных источников

1 Википедия - свободная общедоступная многоязычная универсальная интернет-энциклопедия - М.: OIM.RU, 2001-2010. - Режим доступа: http://ru.wikipedia.org. - 10.05.2010.

2 Перспективы радиорылейной связи 2009. - Режим доступа: http://www.connect-portal.info/radio_relei_perspectivi.html

3 Радиорылейная связь - Режим доступа: http://asp24.ru/obzory/radiorelyenaya-svyaz/

4 Рагузина В.Г. Курс лекций для студентов очного и заочного отделений по специальности 210406 - «Сети связи и системы коммутации» Орск 90 с.

5 Локальные сети - Режим доступа: http://www.lessons-tva.info/edu/telecom-loc/m1t2_2loc.html

6 Сети. Электронная библиотека М.: 2009 Режим доступа: http://rk6.bmstu.ru/electronic_book/net/net02/canal.htm

7 Беспроводной доступ. Перспективы - Режим доступа: http://nmkrupin.narod.ru/wimax.html

8 Орлов С. Ethernet в сетях доступа // LAN. Журнал сетевых решений. 2004. №1.

9 Парфенов Ю.А., Мирошников Д.Г. «Последняя миля» на медных кабелях. - М.: Эко-Тренз, 2001.

10 Блушке А. «Родословная» хDSL, или Попытка классификации технологии хDSL для «последней мили» // Технологии и средства связи. 2000. №1.

11 Барабаш П.А., Воробьев С.П., Махровский О.В., Шибанов В.С. Мультисервисные сети кабельного телевидения. - СПб.: Наука, 2000.

12 Барабаш П.А., Воробьев С.П., Махровский О.В., Шибанов В.С. Мультисервисные сети кабельного телевидения. 2-е издание. - СПб.: Наука, 2004.

13 Котиков И.М. Классификация и сравнительный анализ технологий проводного доступа // Технологии и средства связи. Специальный выпуск «Системы абонентского доступа», 2004.

14 Долотов Д.В. Оптические технологии в сетях доступа // Технологии и средства связи. Специальный выпуск «Системы абонентского доступа», 2004.

15 Вычислительные системы, сети и телекоммуникации / В.Л Бройдо - СПб Питер, 2002-688 с.ил.

16 Максимов Н.В., Попов И.И. Компьютерные сети пособие для студентов учереждений среднегопрофессианального образования. - 3-е изд, испр. И доп. - М.: ФОРУМ, 2008. - 448 с.: ил.

17 Сети и протоколы. Режим доступа: http://www.soslan.ru/tcp/tcp10.html

18 Сети Режим доступа: http://dmtsoft.ru/bn/468/as/oneaticleshablon/

19 Сети связи следующего поколения. Автор Д.С. Гулевич Режим доступа: http://www.intuit.ru/department/network/ndnets/12/4.html

20 Компьютерные советы Режим доступа: http://sysbook.org.ua

21 Оборудование РРЛРежим доступа: http://www.nnn.tstu.ru/twn/technhard_k.html

22 РРЛ связьРежим доступа: http://www.lr.kiev.ua/hps/page13.html

23 Организация узлов связи РРЛ Режим доступа: http://siblec.ru/index.php? dn=html&way=bW9kL2h0bWwvY29udGVudC82c2VtL2NvdXJzZTk5L2xlYzMuaHRt

24 Автор: Фролов С.А., Бухаров С.А. Источник: Технологии и средства связи No2, 2004 г.

25 РРЛ. Режим доступа: http://www.connect.ru/catgoods.asp? raz=135&ID=866#

Размещено на Allbest.ru